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1、培優(yōu)4——滑輪組的計算
知識要點:
1. 叫有用功;
2. 叫總功
3. 叫機械效率,公式
4.功率的計算公式 、
二、針對練習
1.用如圖所示的滑輪組勻速提起重1000N的物體,10s內拉力F移動12m,額外功是800J,
求:(1)動滑輪重是多大? (2)物體上升的速度是多少?
(3)拉力F的功率是多大?(4)滑輪組的機械效率
2.2020
2、年5月我國四川省汶川地區(qū)發(fā)生了8.0級大地震,給汶川人民造成了極大的生命財產損失,同時也產生了再次威脅人民生命財產安全的堰塞湖,唐家山堰塞湖就是其中最大、最危險的一個。
⑴截止5月31日20時,唐家山堰塞湖水位已漲至海拔733m,當水位繼續(xù)上漲至海拔741m時,水就可以從工程人員挖的引流渠流走,從而減輕高水位對堰體的威脅。求水位從海拔733m漲至海拔741m時,水對湖底產生的壓強增大了多少?
⑵為確保引流渠的水流暢通,需清理湖中的大型漂浮物。湖中現有一漂浮物,它浸入水中的體積是0.1m3,工作人員使用如圖所示的吊車將它打撈上岸。已知漂浮物出水后,吊車將漂浮物以20cm/s的速度提高2m的過
3、程中,繞在滑輪組上繩子的拉力F為400N。求拉力F的功率和滑輪組的機械效率?(g 取10N/kg)
3.如圖19所示,質量為70kg的工人站在水平地面上,用帶有貨箱的滑輪組把貨物運到高處。第一次運送貨物時,放入貨箱的貨物質量為160kg,工人用力勻速拉繩的功率為,貨箱以0.1m/s的速度勻速上升,地面對工人的支持力為。第二次運送貨物時,放入貨箱的貨物質量為120kg,工人用力勻速拉繩,貨箱以0.2m/s的速度勻速上升,地面對工人的支持力為,滑輪組機械效率為。之比為15:19。(不計繩重及滑輪摩擦,g取10N/kg)
求:(1)貨箱和動
4、滑輪的總質量m;
(2)功率;
(3)機械效率。
G/N
50
η/%
100
0
1000
2000
圖25
甲 乙
F
G
4.由三個等重的滑輪組成的滑輪組如圖25甲所示,不計繩重和摩擦,用該滑輪組開始提升的物重為200N,以后提升的物重逐漸增加,直到繩子被拉斷。每次使用該滑輪組提升物重,勻速拉動繩子將物體提升到同樣的高度。圖25乙中的曲線記錄了在此過程中滑輪組的機械效率隨物重的增加而變化的圖像。求:
(1)每個滑輪重多少牛?
(
5、2)當滑輪組的機械效率為80%時,物體A重多少牛?
(3)如果將物體A浸沒在水中,測得滑輪組的機械效率為75%,物體A的密度是多少千克/米3?
A
圖25
5. 圖25是小明用滑輪組提升水中物體A的示意圖。物體A所受重力GA為600N,當物體A完全在水面下被勻速提升的過程中,物體A所受浮力F浮為120N,小明對繩子豎直向下的拉力為F1,水平地面對小明的支持力為N1?;喗M的機械效率為η1。當物體A有一半的體積露出水面時,小明對繩子豎直向下的拉力為F2,水平地面對小明的支持力為N2。小明所受重力G人為500N,N1:N2=7:6。不
6、計繩重、滑輪與軸的摩擦以及水的阻力。g取10N/kg
求:(1)物體A的密度ρA;
(2)動滑輪質量mo;
(3)物體在水中勻速上升過程中滑輪組的機械效率η1與物體 離開水面后的機械效率η2之比。
6.小文的體重為600 N,當他使用如圖24所示的滑輪組勻速提升水中的體積為0.01m3的重物A時(重物始終未出水面),他對地面的壓強為8.75×103 Pa。已知小文與地面的接觸面積為400。當他用此滑輪組在空氣中勻速提升重物B時,滑輪組的機械效率是80%。已知重物A重物B所受重力之比GA︰GB=5︰12,若不計繩重和摩擦,g=10N/k
7、g。
求:(1)提升重物A時小文對地面的壓力。
(2)物體A的密度。
(3)在水中提升重物A時滑輪組的機械效率。
(4)重物A完全出水面后,以0.2m/s的速度勻速上升,小文拉繩的功率P。
7.如圖24所示為一種蓄水箱的放水裝置,AOB是以O點為轉軸的輕質杠桿,AB呈水平狀態(tài),AO = 40cm,BO= 10cm。Q是一個重為5N、橫截面積為100cm2的蓋板,它通過細繩與杠桿的A端相連。在水箱右側的水平地面上,有一質量為50kg的人通過滑輪組拉動系在B點呈豎直狀態(tài)的繩子,可以控制出水口上的蓋板。若水箱中水深為50cm,當蓋板恰好要被拉起時,人對繩子的拉力為F1,水平地面對人的支持力為N1,滑輪組機械效率為η1;若水箱中水深為100cm,當蓋板恰好要被拉起時,人對繩子的拉力為F2,水平地面對人的支持力為N2,滑輪組機械效率為η2。已知η1與η2之比為44∶49,蓋板的厚度、繩重及繩與滑輪間的摩擦均可忽略不計,人對繩的拉力與人所受重力在同一直線上,g取10N/kg。求:
(1)當水箱中水深為100cm時,蓋板上表面所受水的壓強。 (2)動滑輪的總重。
圖24
A
O
B
Q
出水口
天花板
C
(3)N1和N2之比。